Os retos do sensor de óxido de nitróxeno

Ambiente duro

Debido á alta temperatura do ambiente de combustión, só poden funcionar certos tipos de materiais in situ. A maioría de NONx os sensores desenvolvidos foron feitos de cerámica tipo óxidos metálicos, sendo o máis común itria-estabilizado circonia (YSZ), que se usa actualmente en décadas sensor de osíxeno. O YSZ está compactado nunha cerámica densa e conduce ións de osíxeno (O²⁻) ás altas temperaturas dun tubo de escape como a 400 °C ou superior. Para obter un sinal do sensor un par de electrodos de alta temperatura como metais nobres (platino, ouroou paladio) ou outros óxidos metálicos colócanse na superficie e mide un sinal eléctrico como o cambio de tensión ou corrente en función de NONx concentración.

Requírese alta sensibilidade e durabilidade

Os niveis de NO están en torno a 100-2000 ppm (partes por millón) e NON₂ 20-200 ppm nun intervalo de 1-10% O₂. O sensor ten que ser moi sensible para captar estes niveis.

Os principais retos no desenvolvemento do sensor son a selectividade, a sensibilidade, a estabilidade, a reproducibilidade, o tempo de resposta, o límite de detección e o custo. Ademais, debido ao duro ambiente de combustión, o alto caudal de gas pode arrefriar o sensor o que altera o sinal ou pode delaminar os electrodos co paso do tempo. tisne partículas poden degradar os materiais.

Un dos principais retos aos que se enfrontan estes sensores de gas é a humidade. O efecto relativo na resposta do sinal é moi subxectivo para o tipo de sensor. Os sensores electroquímicos son na súa maioría inmunes ao efecto da humidade xa que as moléculas de auga axudan a regular a concentración de electrólitos, pero a exposición a longo prazo ao gas seco pode reducir a concentración de disolvente do electrólito. Observouse unha gran sensibilidade cruzada nos sensores de gases debido á semellanza no mecanismo de intercambio de electróns entre os gases obxectivo e as moléculas de auga.